Install the cooling tower نصب برج خنک کننده

Install the cooling tower

Installation of cooling tower is a set of operations to use the cooling tower, which includes four parts: assembly, cabling, piping and foundation. The cooling tower installation operation usually deals with various parts of engineering facilities. The installation of a cooling tower or cooling tower must be done in several steps and in compliance with the relevant standard principles. Observing the installation principles will lead to the correct use of the cooling tower with the highest level of efficiency. The basic and important principles of installation of any equipment are provided by the manufacturer. Many authorities have developed relevant standards for engineers in different communities regarding installation requirements. ASHRAE-ASME-CTI-DNI standards are one of the most important standards references related to cooling tower installation. Companies specializing in the installation of cooling towers And other refrigeration equipment must operate with the efficiency of fluid engineering, electrical, civil and mechanical knowledge.

Benefits of installing a cooling tower correctly

The effect of a successful installation in the cooling system of industrial equipment or chiller can cause the optimal operation of the system for many years. In fact, observing the standard principles in the use and commissioning of any industrial or refrigeration equipment will lead to better operation of the equipment. Failure to observe the principles of engineering in the starter and using the cooling tower can reduce the useful life, reduce efficiency and increase energy consumption of this device. In many cases, the buyer installs this equipment after the purchase and selection process of the cooling tower, regardless of the basic conditions. In most cases, this will cause irreparable damage to the water cooling system in the near future. In fact, the lack of technical knowledge in the installation can disrupt the overall performance of the system. In this article, we will briefly mention the basic principles of installing a cooling tower .

The most important principles in the operation of installing a cooling tower

• A) Determining the best location for the cooling tower (cooling tower location)

• B) Observing the principles related to the arrangement and correct placement of the cooling tower with ancillary equipment

• C) Installation of necessary control and protection equipment in the control panel of the electric motor, fan and circulator pump

• D) Proper implementation of plumbing in accordance with ASME and DNI standards

• E) Installation and accessories in the piping circuit including flanges, collectors, shock absorbers and support of side valve pipes

Determining the location and installation of the cooling tower 

The location of the cooling tower must have two basic conditions. The first condition for the location of this device is to have enough free space around the tower to create a proper air flow. The second condition is to observe the distance between the cooling tower and other obstacles in order to prevent bypassing the outlet air to the inlet. The best place to install any chiller cooling tower is on the roof of the building, which provides two very important conditions for the tower to function properly. The roof of the building is the best option for the operation of the cooling tower due to its height from the engine room and having free space. In industrial use , fiberglass cooling tower is also the best place to install this device on the roof of the shed or the roof of the baby shed. The most important point in determining the location of the cooling tower is that this equipment is located in the open air.

In addition to the location, observing the distance between the installation location of the cooling tower and other equipment and buildings is also of great importance. Towers should have a sufficient free distance from walls and other surrounding obstacles. Observing the distance of the cooling tower in the vicinity of other obstacles prevents the recirculated air from returning to the inlet air section. If there are several cooling tower devices, the distance and proximity of the devices should be designed to prevent the evacuation air of a tower from entering the adjacent tower. Certainly the roof of a building that does not have any obstacles can not lead to recycling as long as it does not even have an aesthetic protection. The following figure shows the location of the condenser pump and piping. The location and installation of the tower should be such as to prevent the recirculation of the tower air flow.

Standard intervals of cooling tower installation location

Building walls, lattice or column walls, trees, etc. can create obstacles to proper air circulation if the tower is close to them. The provided distances to the installation location of the cooling tower from other obstacles and equipment are usually as suggested. It is sometimes very difficult to ensure that all distances are observed in determining the location of the cooling tower. Therefore, it is recommended that you consider the specified and suggested distances as much as possible in determining the installation location. All the items mentioned in the standard intervals of the cooling tower installation location can be seen in the image below.

Suggested distance from cooling tower to high walls = half wall height

Suggested distance from the cooling tower installation site to the trees or lattice wall = width of the cooling tower

Cooling tower height considering foundation height = height of nearby obstacles such as lattice wall

The cooling tower must be at least 30 feet (9 meters) from the adjacent building walls. The taller the building, the more obstacles there are. Therefore, the retreat of the tower should be increased to at least half the height of the building to prevent the circulation or re-entry of the evacuated air stream. Cooling towers are not very beautiful, so architects use lattice walls (wooden, masonry) around the tower. In addition to separating the cooling tower from the roof environment, the lattice wall prevents water droplets from entering the environment.

Popular content: Louvre or cooling tower inlet

---

Design of guard structure around the cooling tower installation site

• The lattice walls must provide at least 50% free space at the entrance to the Louvre cooling tower.

• The allowable velocity of air passing through the retaining walls or protective wall must be less than 600 feet per minute.

• The height of the lattice wall or obstacles near the cooling tower should not be higher than the final height of the fan stack or saturated air outlet.

 Execution of the foundation of the cooling tower installation site

The foundation of the location and installation of the cooling tower must be designed in accordance with the standard installation conditions. The most important basic principles in the design of the foundation of the cooling tower installation site are as follows:

• The foundation of the installation site must be completely level and horizontal.

• The foundation of the device can be an all-iron structure or an all-concrete level surface with an iron chassis.

• The main loads of the structure must be restrained by four plates into the reinforced concrete.

• The distance between the plates installed in the metal or concrete structure must be designed according to the drawing of the production device.

• In order to control the vibration of the device, it is recommended to use mechanical shock absorbers (spring or plastic) in different places.

• If you are constructing a metal structure for the foundation of the location, be sure to use the necessary braces to distribute the weight of the cooling tower.

• The minimum height of the metal or concrete structure of the foundation where the cooling tower is located should be designed 50 cm above the ground.

Principles of cooling tower piping operations

• Placement of cold water circulator pump after pan or cold water storage tank with a short distance

• The position of the circulator pump should always be below the level of the pan outlet flange (this will prevent cavitation or corrosion of the pump fan blades).

• Install the one-way valve at the suction or suction point of the pump

• Install the circulating water flow regulating valve after the discharge point or pump blow

• Use all-flange fittings instead of welded plumbing

• Application of seismic connections in flange points of piping in order to damp the shocks caused by water circulation by the pump

• Use of elastomeric insulation or fiberglass insulation suitable to prevent the pipes from freezing in winter

• Use of maintenance supports to adjust water transmission lines in the condenser cycle

• Design of circulator pump with suitable head for rotating standard water level

• Cooling tower outlet piping should be directed downwards to the circulator pump

• The size of the piping should be designed according to the outlet flange of the cooling tower pan

• If two cooling tower devices are installed simultaneously with one pump, both devices must be in the same level.

---

Standard water inlet to the cooling tower

The water entering the cooling tower or cooling tower must always be of the required quality. In open or wet tower systems where water is constantly evaporating, care must be taken that the injected compensatory water must be hardened. The amount of solutes present in the compensatory water (TDS) should always be considered less than 300 ppm. The higher the amount of compensatory water entering the cooling tower, the less sediment and clogging will be. In fact, the service life of sediment in clean water is much longer than when the incoming water is of lower quality. Increasing the quality of incoming water can be done in many ways. Ion exchange methods, reverse osmosis and micron and sand filtration are the most common compensatory water treatment systems.

Reverse osmosis method uses large and small water purifiers to supply soft water into the cooling tower. Of course, it should be noted that this method is often not common in most industries and air conditioning systems due to high maintenance costs. The main alternative to desalination is the use of resin and magnetic hardeners. Permissible hardness of water in the cooling tower circulation should not be considered more than 350ppm. As you know, the total hardness of TH is the sum of two metal cations, calcium and magnesium. In the ion exchange method by targeting these two heavy metal cations and replacing them with light sodium ions; Water becomes very soft and quality. Of course, the standard amount of water entering the industrial cooling tower varies according to the type of use of the device.

سازندگان برج خنک کننده Cooling tower builders

Manufacturers of cooling towers are naturally responsible for the construction and production of cooling towers and the main concern of this class is to improve the quality of cooling towers . To produce and supply with the latest and highest quality. The process of manufacturing and manufacturing industrial cooling products such as cooling towers is not possible except by relying on the knowledge of fluid engineering, chemical engineering and electrical engineering.

The daily advancement of engineering knowledge in the field of cooling and heating installations has caused the manufacturers of cooling towers to seek to upgrade and optimize their products. Manufacturers of cooling towers in order to advance their goals in production and construction today with the participation of academic and engineering knowledge and also with the cooperation of consulting companies such as Sazeh Company are looking for solutions to improve the quality, automation of production and energy efficiency of their products.

The builders of cooling towers around the world have always gathered annually and monthly in different seasons, and with their consensus and mental participation, they have created new and dynamic ideas in the cooling and power production industry. The world's leading manufacturers of cooling towers are Evapco-Marely-CTS-CTI-EBARA-SPX-Paharpour, which are pioneers in the field of science production in the global refrigeration industry. In fact, it depends on the field of activity of the world's reputable companies in the field of construction and production of cooling towers. This equipment is offered in the form of international (international) production and domestic production and production.

Learn more: Cooling tower

---

International cooling tower builders

• Marely:

Marley America is a leader in the manufacturing industry of cooling towers and accessories. The company has been operating in the United States since 1970, and today one of its most prestigious products, the two-cell cooling tower, nicknamed the Marley Design, is being designed and manufactured around the world.

• CTI:

The largest manufacturer of cooling towers in the world is CTI Company, which provides global and international standards to other countries and manufacturers of this product in the production and construction of cooling towers. Today, many manufacturers of cooling towers are seeking to obtain a valid production license certificate from CTI in the field of cooling tower, and so far 4 companies in Iran have succeeded in obtaining this license in their products.

• EVAPCO:

Oapco is of American origin and has been operating in the North American continent since 1976. It is now the father of the world's air conditioning industry and is one of the world's leading manufacturers of galvanized cooling towers. Today, OPEC, with more than 56 branches in various countries, is the largest producer and exporter of cooling towers.

• EBARA:

The company is headquartered in Central Asia and has started operations in Japan for the first time. The most famous reason for the reputation of this reputable brand is the production of cooling towers for the production of one of the most common and best examples of cross-flowing cross-flowing coolers called crossovers or Abara cooling towers. This special model of various types of cross-flow coolers with the highest production and manufacturing circulation has been offered in this company.

• LENGTH:

The company is of American nature and manufactures, designs, manufactures and supplies a variety of industrial cooling towers in the oil-rich Gulf states, including Iraq, Saudi Arabia, Kuwait, Egypt and Qatar, which has been in operation since 1995. In 2008 he moved to the United Arab Emirates.

• DELTA COOLING:

The company, like many reputable companies in the field of manufacturing and production of cooling power in the United States, started in 1998, and for the first time, the design of a multi-purpose cooling tower in this company has been conceived.

• CTS:

CTS is one of the most reputable manufacturers in the Middle East. It has been awarded the ISO 9001, ISO 18001 mark and various and valid standards by the American company CTI.

---

Manufacturers of cooling towers in Iran

• Temperature range:

Dam Gostar Company has been operating in Mashhad since 2001 and after a short period of time, it has moved to Tehran and today it is considered the founder and innovative idea in the construction of low-consumption hybrid cooling towers. Today, with the aim of improving the quality of its products, the company has 16 cooling and power models for productivity in different climatic regions. Today, all types of cooling devices produced by Dam Gostar Company are supervised by the best quality control team (QC) and are provided to the general public.

• Radiator:

Parto Abgardger Company has started its work with the holy city of Mashhad in the production and construction of circular or conical cooling towers and today it is operating throughout Iran under the name of Tochal Ventilation of Iranians. The company is one of the most reputable and oldest manufacturers and manufacturers of cooling towers.

• Ariabnez:

Aria Beniz Company is one of the most reputable and largest manufacturers of cooling towers in Iran, which uses the knowledge of engineering to boldly be one of the top design teams for cooling and power. Ariabnews is also currently exporting to foreign countries.

• Moonlight:

Mahtab Gostar Company is one of the most reputable engineering companies in the field of air conditioning systems, especially the production and construction of cooling towers, which has 6 reputable and active branches throughout Iran to provide after-sales services.

• Is non-existent:

Nab Zist Co. is one of the top manufacturers of cooling towers in Greater Tehran and throughout Iran, and today, by producing multi-cell cooling towers, it promotes and controls the energy consumption of the cooling tower.

The main concerns of the interior builders of the cooling tower

• Preparation of quality raw materials for proper and standard production of products
• Lack of proper and standard equipment in the production line of parts and accessories for cooling tower
• Customer dissatisfaction due to the existence of many intermediaries in the sales market
• Lack of economic justification for after-sales service
• The counterfeiting and poor quality of the parts and materials used in the manufacturing process, which reduces the final quality of the product.
• Manpower inefficiency in the production sector and non-compensation of this issue by automating production due to lack of parts production equipment (due to economic sanctions)
• Design and production of cooling towers by non-specialist builders, which has led to a loss of confidence in national production and dissatisfaction of other industrial classes with the support of domestic manufacturers.
• Reducing the cost of some manufacturers and builders of cooling towers and increasing customer dissatisfaction after purchasing a cooling tower creates the attitude of reducing the cost by reducing the quality of materials by other manufacturers.

Construction and production of cooling towers

The process of building or building a cooling tower includes various parts of different parts of the construction of parts and assembling them in the cooling tower. In other words, the process of production and construction of the cooling tower is divided into three main parts. The first part involves the production of cooling tower components and the second part is related to the assembly operation, and the final part is the technical and engineering supervision (quality control).

The process of building a cooling tower must be done with great care, as this results in valuing and valuing the final quality of the equipment produced. The cooling tower has various equipments related to water supply and water supply parts and has different parts that are produced from metal, polymer or fiberglass FRP material. Most manufacturers today are trying to limit the use of metal materials in the production of interior parts of cooling towers and use high-strength materials such as fiberglass or polypropylene instead.

Due to the above, the manufacturers of cooling towers in the production and construction of cooling towers may deal with different parts of production. In fact, building a cooling tower requires technical knowledge in the field of fluid, chemical, electrical, civil and materials engineering. Electric motor is one of the parts related to electrical engineering. Therefore, a successful manufacturer in the construction of cooling towers must have a complete and experienced team of engineers in various fields.

The general steps of building a cooling tower by domestic builders

1- Manufacture of parts and accessories used in different parts such as impeller, nozzle, packing, drip trap and body components

2- Assembly and assembly of parts and equipment on the main body and frame

3- Quality control and technical supervision of the produced product in accordance with various standards and tests, including dewatering test, welding test and pressure test.

Various parts for making cooling tower parts (before assembly)

• Injection of plastic and polymer parts such as nozzle or spray nozzle, drip trap and packing media
• Shaving of metal parts from steel and aluminum materials such as round reduction (Foley) and Sprinkler (water turbine)
• Production of body parts from FRP fiberglass material with fibers and resin and using molding and manual or machine baking method
• Coil chassis welding, drip and pack holder support, fan guard or butterfly guard and butterfly and motor holder chassis at the top of the fan neck
• Construction and production of butterfly blades or cooling tower fans using extruder or hydraulic press and assembling that part is machined with the hub part and then going through the steps of static and dynamic balance of the impeller.

Cooling tower assembly

The process of assembling or finalizing a product involves placing different parts in the intended parts. In fact, the next step in supplying and producing the side components of a cooling tower is the assembly or heading of the cooling tower. This step can be done in two ways according to the necessary qualifications for transportation and installation.

• Assembly at the project site (cooling tower installation site)
• Assembly in the factory or workshop for the manufacture and production of cooling towers

Depending on the capacity and dimensions of the cooling tower, the process of assembling or building a cooling tower can be done in both cases. Generally, capacities of more than 500 tons of refrigeration in the cooling tower are assembled at the project site. Sometimes for various reasons, many manufacturers try to assemble all their products in the form of assembly and delivery to the factory door. Due to this purpose, capacities above 500 tons of refrigeration, which will be very difficult to transport and load, will be designed and produced in multi-cell.

Reasons why construction companies refuse to assemble and build cooling towers at the project site

• Lack of quality control of the technical supervision team correctly and efficiently due to the possible length of the distance
• Decreased product quality due to fatigue due to distance and assembly time on executive and assembly personnel
• Increase production time, construction, installation of cooling towers
• Increase in transportation costs, food, accommodation and staff assembly operations

Partial steps to build a cooling tower

• 1- The stage of production and payment of initial molds of fiberglass body parts
• 2- The process of molding and making fiberglass parts of the cooling tower from the mother mold
• 3- The cooking stage of fiberglass parts in front of the sun or furnace baths
• 4- Fiberglass body parts payment step with milling and polishing machine in order to polish and eliminate appearance defects in manufactured parts.
• 5- Granule material injection stage in plastic injection machines for making and producing plastic parts such as nozzles, drip trays and cooling tower packing
• 6- Shaving metal parts such as round reduction system, sprinkler, inlet and outlet flanches and hubs and impeller and fan handles
• 7- Extrusion of fan blades with fiberglass or aluminum material with airfoam cross section (Airfoil)
• 8- Cutting and welding of parts for fan, motor and power transmission system and internal parts support systems.
• 9- Glazing of metal parts such as coil support (in CCTV cooling towers), drip support, packing, pipe and nozzle
• 10. Assembly and assembly and final construction of the main body of the cooling tower consisting of fan deck, beacon (panel), panel, column and louvers
• 11- Placement and installation of side parts made in the cooling tower
• 12- Installing and tightening the belts of the power transmission section
• 13- Sealing fiberglass seams in different parts of the body and water inlet and outlet flanches
• 14- Drainage test, welding test (for coil), pressure test (for water and coil inlet pipes)
• 15. Final monitoring of the technical supervisor of Demgostar Company and elimination of possible defects caused by human errors in the production and construction of cooling towers.

محاسبه دبی برج خنک کننده

دبی برج خنک کننده 

دبی برج خنک کننده (Mass Flow) در واقع میزان حجم آب در گردش کولینگ تاور در واحد زمان می باشد. دبی برج خنک کننده در واقع نوع دیگری از واحد شارش جرمی سیال آب و یا به عبارتی دیگر میزان فلو آب در جریان در مدار چرخش سیال  برج خنک کننده می باشد. در بیانی دیگر یکی از مهمترین اصول طراحی کولینگ تاور میزان دبی برج خنک کننده (آب در گردش ) می باشد. این فاکتور تأثیر مستقیمی بر سیستم پاشش آب در برج خنک کننده دارد . سیستم پاشش آب برج خنک کننده (نازل) وابسته به میزان دبی برج خنک کننده طراحی می شود. هر یک از افشانک های برج خنک کننده قابلیت پاشش میزان معینی از حجم آب را دارا می باشد.

بنابراین دبی برج خنک کننده عامل تعیین کننده تعداد و نوع نازل ها در کولینگ تاور می باشد. دبی برج خنک کننده در واقع تاثیری مستقیمی نیز بر اتصالات ورودی و خروجی آب دارد . هرچه میزان دبی برج خنک کننده افزایش یابد سایز و قطر فلنچ ها و انشعابات داخلی برج خنک کننده نیز تغییر خواهد کرد.

---

دبی اسمی برج خنک کننده

دبی اسمی در برج خنک کننده در واقع میزان فلو مجاز گردش آب در یک دستگاه کولینگ تاو با ظرفیت معین می باشد . در واقع همانطور که واضح است دبی اسمی برج خنک کننده وابسته به سایز اتصالات ، سرعت چرخش و فشار مجاز آب ، تعداد و نوع نازل برج خنک کننده تعیین می گردد .

در واقع دبی اسمی  یکی از مهمترین فاکتورهای انتخاب برج خنک کننده می باشد. در هنگام انتخاب برج خنک کننده باید دبی آب در گردش سیستم طراحی شده از دبی اسمی برج خنک کننده نهایتا 10 الی 15 درصد متغیر باشد. در صورت مغایرت دبی اسمی در برج خنک کننده با دبی آب درگردش سیستم ، توصیه می شود مراتب را به واحد تولید شرکت اطلاع داده تا با تغییر سیستم پاشش آب (نازل برج خنک کننده) دبی اسمی برج خنک کننده با دبی آب درگردش به توازن تقریبی دست یابد.

نکته بسیار مهم:

همانطوری که توضیح داده شد به ازای یک ظرفیت معین از کولینگ تاور، با افزایش میزان دبی آب در گردش در برج خنک کننده دمای آب خروجی از برج خنک کننده به دمای مرطوب محیط نزدیک تر خواهد شد. بنابراین در نواحی با رطوبت بالا (شرجی) معمولا بایستی از مقدار جریان آب در گردش بیشتری نسبت به دبی جرمی در سیستم استفاده نمود .

نحوه محاسبه دبی اسمی برج خنک کننده 

به منظور محاسبه دبی اسمی برج خنک کننده باید به نکات اساسی و مهم تأثیرگذار در این پارامتر دقت نمود. انتخاب صحیح پمپ، سایز لوله کشی و اتصالات داخلی بین برج خنک کن و دستگاه های گرمازا تأثیر زیادی از دبی آب در گردش دارد. محاسبه ناصحیح پمپ سیرکولاتور و انتخاب نادرست سایز لوله کشی می تواند مشکلات زیادی از جمله فشار به پمپ و ایجاد کاویتاسیون اتفاق بیوفتد. از جمله نکات مهم و کلیدی در محاسبه دبی اسمی برج خنک کننده می توان به موارد زیر اشاره نمود.

• ظرفیت برج خنک کننده

ظرفیت برج خنک کننده در واقع بیانگر این است که چه میزان حرارت باید از آب در یک واحد زمانی مشخص گرفته شود تا مطلوب حاصل گردد. به عبارتی دیگر رابطه بین ظرفیت و دبی برج خنک کننده رابطه مستقیم می باشد. بنابراین با افزایش ظرفیت برودتی دبی آب درگردش در برج خنک کننده نیز افزایش خواهد یافت.

• قطر اتصالات ورودی برج خنک کننده

قطر اتصالات ورودی برج خنک کننده در واقع بیانگر میزان سطح عمودی عبور آب در کولینگ تاور می باشد . هر سایز از اتصالات ورودی برج خنک کننده دارای محدوده استانداردی در گذر جرمی آب می باشد .

• سرعت و فشار استاندارد آب ورودی برج خنک کننده

سرعت و فشار استاندارد چرخش آب در برج خنک کننده در واقع مبین یک پارامتر مهم در این دستگاه می باشد . در واقع در صورت کاهش یا افزایش سرعت و فشار استاندارد آب مشکلاتی بسیاری در نحوه عملکرد برج خنک کننده ایجاد می شود. سرعت خطی مجاز آب در گردش در برج خنک کننده در واقع باید بین 2 الی 6 فوت بر ثانیه طراحی گردد .  از معایت افزایش و کاهش سرعت و فشار از حالت استاندارد می توان به عوامل زیر اشاره نمود:

الف) کاهش سرعت و فشار جریان آب در برج خنک کننده

در واقع کاهش سرعت و فشار جریان آب در گردش در برج خنک کننده (کاهش دبی برج خنک کننده) سبب تبدیل جریان آب از حالت آشفته به حالت آرام می باشد . در این حالت عدد رینولدز در آب به شدت دچار افت شده و عملا راندمان برج خنک کننده کاهش پیدا می کند.

ب) افزایش سرعت و فشار جریان آب در برج خنک کننده

افزایش سرعت و فشار جریان ورودی در برج خنک کننده (افزایش دبی برج خنک کننده) سبب کاهش میزان زمان جهت انتقال حرارت در کولینگ تاور می شود. به عبارتی ساده تر اگر دبی برج خنک کننده از میزان معینی (محدوده دبی اسمی)  گذر کند نتیجه آن اختلال در عملکرد صحیح برج خنک کننده خواهد بود . براساس همین سرعت خطی مجاز آب در گردش در برج خنک کننده و باتوجه به سایز اتصالات به راحتی می توانیم دبی آب در گردش برج خنک کننده را طراحی نمود.

برج خنک کننده فایبرگلاس دما گستر

برج خنک کننده فایبرگلاس

برج خنک کننده فایبرگلاس (fiberglass cooling tower) نوعی برج خنک کن یا کولینگ‌تاور با بدنه کامپوزیت یا فایبرگلاس می‌باشد. برج خنک کننده فایبرگلاس(فایبرگلس) منبع سردکننده آب داغ برگشتی از چیلر یا ماشین‌های صنعتی می‌‌باشد. برج خنک‌کن فایبرگلاس مبدل خنک کننده آب توسط هوا می باشد که انواع مختلفی دارد. آب داغ در این تجهیز توسط هوای محیط بیرون سرد می‌شود. گرمای مازاد آب از بالای برج خنک‌کننده فایبرگلاس به بیرون تخلیه می‌شود. آب خنک شده در کولینگ تاور فایبرگلاس تا دمای مرطوب کاهش دما پیدا می کند. در اثر فرآیند تماس آب و هوا در برج خنک کننده آب تبخیر می شود. تبخیر آب سبب افزایش رطوبت هوای خروجی می شود. بخارات آزاد شده از آب به صورت رطوبت به هوای آزاد هدایت می شود. برج خنک کننده فایبرگلاس انواع مختلفی دارد که از جمله پرکاربردترین آن ها برج فایبرگلاس مکعبی و مخروطی مدارباز می‌باشد.

شاید بپرسید فایبرگلاس چیست؟

فایبرگلاس نوعی کامپوزیت یا ترکیبی از چند ماده مختلف پلیمری(رزین و چسب) با شیشه می‌باشد. فایبرگلاس از دو کلمه fiber یعنی فیبر (پلاستیک فشرده) و glass  نامگذاری شده و به معنای ترکیب پلیمر با شیشه میباشد. فایبرگلاس در دو دسته frp و grp دسته بندی می شود که frp  نیز مخفف کلمه fiber reinforced polymer می‌باشد. فایبرگلاس از ترکیب دو ماده الیاف شیشه‌ای و چسب مخصوص (رزین) تشکیل شده و به دلیل داشتن ساختار ترکیبی بسیار مقاوم تر از سایر پلیمرها می‌باشد.

به بیانی ساده: فایبرگلاس نوعی پلیمر است که توسط الیاف شیشه تقویت شده و مقاومت مکانیکی بسیار بالایی پیدا کرده است.

---

چرا از فایبرگلاس در ساختار برج خنک کننده استفاده می کنیم؟؟؟

شاید در این مرحله پرسش شود که چرا امروزه بیشتر تولیدات برج خنک کننده با بدنه فایبرگلس عرضه می‌گردد. در پاسخ به این موضوع باید بگوییم دلایل بسیار زیادی در کاربرد فایبرگلاس در ساختار بدنه کولینگ تاور دخیل بوده که مهمترین آنها عبارتند از:

• عدم زنگ زدگی بدنه در واکنش با رطوبت و آب

• غیرقابل نفوذ بودن در برابر گرمای خورشید (مخصوصاً در فصل تابستان)

• آنتی یووی بودن بدنه و عدم آفتاب سوختگی و پوسیدگی قطعات در برابر تابش نور خورشید

• امکان تولید و ساخت در ظرفیت های بسیار زیاد به صورت چندسلولی

• رسوب گرفتگی فوق العاده کم در برابر املاح موجود در آب

• سبک بودن ساختار فایبرگلاس نسبت به فلزهای مختلف و بتن

• ارتعاش و لرزش کم بدنه به دلیل پیچ و مهره بودن اتصالات و ساختار بدنه

• رشد جلبک و باکتری در محیط فایبرگلاس به کندی شکل می گیرد.

• طول عمر بسیار بالای بدنه فایبرگلاس در عمر مفید کاری برج خنک کننده

• تولید ارزان تر و  داشتن صرفه اقتصادی بالا

• ساخت سریع تر

• جابجایی و حمل آسان

---

برج خنک کننده فایبرگلاس آب را تا چه دمایی کاهش می دهد؟

تلفیق رطوبت با هوای محیط باعث می شود که هوا به حالت اشباع (رطوبت 100) برسد. آب نیز به دلیل مذکور در برج خنک‌کننده فایبرگلاس تا نزدیکی دمای مرطوب محیط کاهش می‌یابد. دمای حباب تر یا دمای اشباع مناطق مختلف و اقلیم های متنوع با یکدیگر تفاوت زیادی دارد. در محیط هایی که در مجاورت دریا یا دریاچه قراردارند همانند سواحل جنوبی و شمالی کشور رطوبت نسبی محیط بالا می باشد. افزایش رطوبت محیط سبب افزایش یافتن دمای هوای اشباع می شود و در نتیجه آب خروجی کولینگ تاور نیز دمای بیشتری خواهد داشت. به عبارتی دیگر هوای مرطوب مناطق مختلف کشور بسیار متمایز بوده و برج خنک کننده نیز در نقاط مختلف عملکرد متفاوتی دارد. تمامی انواع کولینگ تاور فایبرگلاس دمای آب را مینیمم تا 3 درجه بالاتر از دمای محیط میتواند کاهش بدهد.

توضیحات بیشتر در مورد دمای وت بالت و شرایط طراحی در: محاسبات برج خنک کننده

نتیجه گیری: در طراحی و انتخاب کولینگ تاور فایبرگلاس در نظر گرفتن شرایط محیط اقلیمی (دما ، رطوبت و ...) بسیار مهم و حیاتی می‌باشد.

***تصویر زیر مشخصات حدود دمای مرطوب مناطق مختلف ایران را در پیک گرمایی تابستان(ماه مرداد) نشان میدهد.

---

انواع کاربری برج خنک کننده فایبرگلاس

• برج خنک کننده فایبرگلاس به عنوان خنک کننده چیلر

در این نوع کاربری از برج خنک کننده فایبرگلاس عموماً از کولینگ‌تاورهایی با ظاهر مدور به رنگ سفید در پشت‌بام ساختمانها استفاده می‌شود. وظیفه برج‌خنک‌کن فایبرگلس سرد نمودن آب کندانسور چیلر در موتورخانه می‌باشد. برج خنک کننده چیلر قالباً کاربرد بیشتری نسبت به کاربری صنعتی دارد. افزایش روز افزون سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی در ساختمانها سبب کاربرد بیشتر کولینگ‌تاور در این کاربری می‌گردد. برجهای فایبرگلس یا کامپوزیت در برخی از موارد به صورت دمونتاژ ارائه می گردد. اگر یک ساختمان قابلیت جایگذاری این تجهیز را نداشته باشد ، برج خنک کننده فایبرگلاس به صورت دمونتاژ ارسال و در محل ساختمان مونتاژ می‌گردد.

توضیحات بیشتر: برج خنک کننده چیلر

• برج خنک کننده فایبرگلاس در کاربری خنک کن ماشین آلات صنعتی

در کاربری صنعتی برج خنک کننده با بدنه فایبرگلاس این تجهیز امروزه از استقبال زیادی در صنایع مختلف برخوردار گشته است. به دلیل عملکرد و راندمان بالای کولینگ تاور فایبرگلاس امروزه در بیشتر صنایع از انواع برج خنک کننده فایبرگلس با استراکچر مکعبی یا مستطیلی استفاده می‌شود. سیستم‌های تعدیل کننده برودتی به دلیل شرایط صنعتی در کشور کاربرد فراوانی دارند. امروزه صنعت تولید پویاتر از همیشه در مقایسه با صنعت ساختمان فعال است. در صنعت تولید مهمترین اصل تولید بدون وقفه می‌باشد. یکی از مزایای کولینگ‌تاور فایبرگلاس تعمیر و نگهداری آسان و راحت می‌باشد. با استفاده از این مزیت صنعت تولید با بالاترین راندمان به کار خود ادامه خواهد داد.

توضیحات بیشتر: برج خنک کننده صنعتی

---

نحوه خنک کردن آب در برج خنک کننده فایبرگلاس

خنک کردن آب توسط انتقال حرارت جابجایی:

آبی که در برج خنک کننده فایبرگلاس توسط هوای سرد بیرون خنک می شود از دو روش اساسی گرما از دست می‌دهد. روش اول بر اثر اختلاف دمای آب داغ با هوای بیرون می باشد که به این گرمای از دست رفته انتقال برودتی می گویند. در اثر پدیده انتقال گرمای برودتی در برج خنک کن فایبرگلاس ، آب با توجه به میزان هوادهی و اندازه دمای محیط خنک می‌شود. به هر میزان حجم هوای بیشتری را بتوانیم در تماس با آب قرار دهیم میزان انتقال برودتی نیز بیشتر خواهد شد. در بسیاری از موارد در فصول گرم با افزایش دمای خشک و نزدیک شدن دمای محیط به دمای آب داغ این میزان کاهش می‌یابد.

خنک کردن آب توسط انتقال گرمای محسوس:

روش دوم در کاهش دمای آب در کولینگ تاور فایبرگلس ، تبخیر و آزاد شدن گرمای محسوس آب می باشد. در واقع برای تبخیر درصدی از جریان آب داغ گرمایی نیاز است که این گرمای محسوس از خود جریان آب گرفته می شود. آب پس از تبخیر به صورت بخارات وارد هوای خشک ورودی شده و اشباع می گردد. میزان رطوبت هوا به هر میزان کمتر باشد گرمای محسوس بیشتری از آب گرفته می شود و آب خنک تر خواهد شد. به دلیل همین موضوع عملکرد برج خنک کننده فایبرگلاس در محیطهای خشک ( دارای رطوبت کم) بهتر می باشد. گرمای محسوس همواره بیشتر از میزان گرمایی است که بر اساس اختلاف دمای آب و هوا جابجا می‌شود.

---

اجزای مختلف فایبرگلاس برج خنک کننده

• 1-پنلها یا فریم اصلی:

پنلها (Panel) دیواره‌های اصلی بدنه فایبرگلاس کولینگ‌تاور می‌باشند. پنلها می‌توانند به صورت ماژولار به بخشهای دیگر متصل شوند و فریم نهایی را تشکیل بدهند.

• 2-ستونی یا فریم جانبی:

ستونی (Column) از یک سو به پنلها و از سوی دیگر به بیسین و لوور متصل می‌شود. وزن اصلی فن دک یا فن استک توسط ستونی بر روی سازه تقسیم می‌گردد.

• 3-بیسین یا تشتک ذخیره:

تشتک (Basin) در زیری ترین بخش تحتانی برج خنک کننده قرار می گیرد . آب سرد پس از عبور از پکینگها در تشتک یا بیسین جمع می شود . این آب خنک جمع شده توسط پمپ سیرکولاتور وارد مدار خنک کاری می شود.

• 4-لوور یا کرکره ورودی هوا:

کرکره مکش هوا (Louvre) در بخش ورودی هوا به صورت پره ای قرار می گیرد . هوای مکش شده فن از این دریچه ها به داخل برج خنک کننده هدایت می شود. لوورها قالباً از دو نوع لانه زنبوری یا تیغه‌ای در کولینگ تاور بکار می‌روند.

• 5-فن دک یا محفظه خروجی هوا:

 گلویی خروجی هوا (Fan Deck) به صورت یک محفظه دودکش مانند در قسمت بالایی قرار داده می شود . هوای گرم و اشباع خروجی از این بخش به محیط بیرون هدایت می شود. فن دک به صورت یک مخروط واگرا در قسمت فوقانی برج قرار می‌گیرد.

• 6-ساپورتهای پالتورژن نگهدارنده:

نسل جدید تولید قطعات فایبری یا کامپوزیتی فرآیند پالتروژن می باشد. قطعات پالتروژنی به صورت قوطی یا نبشی از متریال الیاف و رزین (فایبرگلاس) تولید می شود. این قطعات در برج خنک کننده جایگزین ساپورتهای فلزی شده است.

---

انواع مدل های تولیدی برج خنک کننده فایبرگلاس

سیستم‌های برودتی فایبرگلاس در یک طبقه‌بندی کلی در دو زیرگروه مدار باز و مدار بسته تقسیم می‌شود. سیستمهای برودتی مداربسته خود نیز با توجه به نوع کاربری به دو طبقه هیبریدی و خشک تقسیم می‌گردد. برج‌های مداربسته در قیاس با نوع باز هدر رفت آب کمتری دارد یا مصرف آب اصلاً ندارد. به دلیل برخورد هوا با آب تحت سطح تماس واسطه(کویل) تبخیر در کولینگ‌تاورهای فایبرگلس اتفاق نمی‌افتد. سیستم‌های مدار بسته آب را بدون تبخیر و رسوب سرد می‌کند و سیستم های مدا باز آب را با ایجاد بخار خنک می‌نماید. عدم تشکیل لایه‌های رسوب در مبدل‌های کندانسور تجهیزات گرمازا از مهمترین مزیت‌های برج خنک کننده مداربسته به شمار می‌آید.

برج خنک کننده فایبرگلاس مدارباز به دو دسته جریان مخالف و متقاطع تقسیم می‌شود. ظاهر کولینگ‌تاور جریان متقاطع یا کراس فلو قالباً به شکل مستطیلی می‌باشد. مدل جریان مخالف یا کانترفلو نیز به صورت مکعبی یا گرد تولید می‌شود. مدل‌های مکعبی به دلیل سیستم توزیع آب مطلوب و راندمان بالا کاربرد بیشتری دارد. آب سرد شده در سیستم‌های برودتی مکعبی به دلیل داشتن ارتفاع بیشتر تا دمای کمتری کاهش می‌یابد. دمای آب خروجی سرد از کولینگ‌تاور فایبرگلاس مکعبی سه درجه بالاتر از دمای وت بالب محیط می‌باشد. در سیستم‌های مدور دمای آب سرد حدود 5 درجه بالاتر از دمای اشباع محیط کاهش می‌یابد.

به صورت مختصر می‌توانیم دسته‌بندی برج خنک کننده فایبرگلاس را به شرح ذیل بیان کنیم.

الف) برج خنک کننده فایبرگلاس تیپ مدار باز

• 1-جریان مخالف مکعبی 
• 2-جریان مخالف مخروطی
• 3-جریان متقاطع یا طرح ابارا

ب)برج خنک کننده فایبرگلاس تیپ مداربسته خشک

ج)برج خنک کننده فایبرگلاس تیپ مداربسته هیبریدی

---

نحوه تولید برج خنک کننده فایبرگلاس

• مرحله اول:

قالب گیری قطعات فایبرگلاس بدنه

ابتدایی ترین مرحله از تولید کولینگ تاور، ساخت قطعات بدنه می باشد. بدنه فایبرگلاس برج خنک کننده همانطور که بیان شد اجزای مختلفی دارد. اجزای مختلف بدنه فایبرگلاس به صورت مجزا در مرحله ابتدایی توسط قالب گیری تولید می شوند. هر یک از اجزای فایبرگلاس دارای قالب معین و اندازه مشخص می باشد.

• مرحله دوم:

پرداخت و پخت قطعات فایبرگلاس بدنه

پس از مرحله قالب گیری قطعات بدنه قطعات را از داخل قالب جدا می‌نماییم. قطعات فایبرگلاس برج خنک کننده را به مدت مشخص در معرض تابش نور خورشید قرار می‌دهیم. تابش نور خورشید سبب پخته شدن و قوام یافتن رزین در بافت داخلی فایبرگلاس می شود. پس از تکمیل فرآیند پخت توسط تابش نور خورشید قطعات بدنه برج خنک کننده پرداخت می شوند.

• مرحله سوم:

تولید قطعات فلزی برج خنک کننده توسط ماشین آلات تراشکاری

اجزای فلزی برج خنک‌کننده عبارتند از کاهش دور – فن یا پروانه – اسپرینکلر و قطعات نگهدارنده موتور و فن. اجزای فلزی هر یک توسط دستگاه‌های تراشکاری و ریخته‌گری تولید می‌شوند. فرآیند قالب‌گیری، ریخته‌گری، تراشکاری و بالانس از مراحل اصلی ساخت این بخش محسوب می‌شود.

• مرحله چهارم:

تولید قطعات پلاستیکی توسط دستگاه تزریق یا اکسترودر

قطعات پلاستیکی یا پلیمری کولینگ تاور عبارتند از: نازل ، قطره گیر ، لوله ، بست کمربندی و پکینگ مدیا . این قطعات پلیمری هر یک در قالبهای مشخص توسط دستگاه های تزریق پلاستیک تولید می شود. برخی از قطعات پلاستیکی به صورت شیت های پلیمری تولید می شوند. این شیت ها در دستگاه قالب گیری دیگر توسط پیم یا اتصال چسب متصل می شوند. پس از اتصال ورق ها قطره گیر و پکینگ به صورت بلوکی درون برج خنک کننده بکار برده می شوند.

• مرحله پنجم:

مونتاژ و اسمبل کردن قطعات در کنار یکدیگر

این مرحله نهایی ترین بخش تولید برج خنک کننده فایبرگلاس به حساب می‌آید. مونتاژ و یا سر جمع کردن قطعات در کنار یکدیگر مستلزم یک نقشه انفجاری است. نقشه انفجاری دستگاه عموماً قبل از فرآیند مونتاژ در اختیار واحد تولید قرار می‌گیرد. واحد تولید و مونتاژ مطابق با نقشه انفجاری دستگاه را مونتاژ می نمایند. مونتاژ نهایی برج خنک کننده می‌تواند در کارخانه و یا در محل پروژه صورت پذیرد.

ساختار کلی فایبرگلاس در برج خنک کننده

دلیل نامگذاری اصلی این ماشین برودتی ساختار کامپوزیتی قطعات بدنه می‌باشد. فایبرگلاس(FRP) در اصل مخفف Fiber Resistance Polymer می‌باشد. فایبرگلاس FRP به معنی فیبر یا ساختار شیشه مقاوم شده توسط پلیمر می‌باشد. بدنه فایبرگلس بکار رفته در برج خنک کننده بدنه‌ی تقویت شده توسط الیاف شیشه و پلیمرها یا رزین ها می‌باشد. رزین بافت اصلی چسب مانند در قطعات کامپوزیت به شمار می آید. رزینها به عنوان پلیمر در این ترکیب بکار برده می‌شود. الیاف شیشه نیز مستحکم کننده ترکیب فایبرگلاس در کولینگ تاور می‌باشد. ترکیب الیاف شیشه یا با پلیمر امروزه در انواع فایبرگلاس FRP و GRP دیده می شود. نوع الیاف و رزین بکار رفته در فایبرگلاس بیشترین تاثیر در کیفیت نهایی این محصول دارد. الیاف‌های اروزیل ، سوزنی و حصیری رایج ترین الیاف در تولید قطعات کامپوزیت میباشد. در برج خنک کننده بیشتر از ترکیب الیاف‌ها و رزینهای مختلف جهت تقویت استحکام بدنه استفاده می‌شود.

الیاف‌های حصیری مقاومت فشاری سازه را افزایش می‌دهند و الیاف‌های سوزنی نیز در مقابل تنش‌های کششی استحکام بیشتری دارند. ترکیب این دو الیاف شیشه با پرکننده یا الیاف پودری (اروزیل) سبب افزایش استحکام نهایی می‌شود. استحکام نهایی کامپوزیت در کولینگ تاور علاوه بر نوع الیاف به مدل رزین نیز وابسته است. رزین‌های تیپ پلی‌استر دسته غیراشباع پرکاربردترین نوع رزین در تولید برج خنک کننده کامپوزیت می‌باشد. رزین های پلی استر غیر اشباع به دو دسته ایزوفتالیک و ارتوفتالیک تقسیم می شود. اکثر سازندگان برج خنک‌کننده از رزین نوع ارتوفتالیک در ساختار قطعات بدنه کامپوزیتی استفاده می‌نمایند. تفاوت اصلی این دو رزین در نوع بافت پلیمری و زمان پخت آن‌ها می‌باشد. استحکام نهایی بدنه برج خنک‌کننده با ایزوفتالیک بیشتر از ارتوفتالیک می‌باشد.

برج خنک کننده فایبرگلاس چیلر

برج خنک کننده چیلر

چیلر(Chiller) دستگاه خنک کننده هوای برج ها و ساختمان‌ها می‌باشد و حرارت جذب شده از محیط توسط برج خنک کننده (برج خنک کننده چیلر) به بیرون دفع می‌شود. دفع حرارت از چیلر در بخشی به نام کندانسور(Condenser) صورت می‌پذیرد و "برج خنک کننده چیلر" در واقع وظیفه خنک کردن آن بخش را بر عهده دارد. یک مبرد یا گاز در چیلر توسط یک سیکل تراکمی یا جذبی دچار افزایش فشار و دما می‌گردد بنابراین در بخش کندانسور گرمای خود را به آب داده و جریان آب نیز بعد از جذب حرارت این انرژی را توسط برج خنک‌ کننده به محیط بیرون انتقال می‌دهد.

تعریف مختصر برج خنک کننده چیلر: منبع برودتی یا سرمایشی خنک کننده جریان آب گردشی در مدارخنک کاری کندانسور چیلرهای آبی (جذبی یا تراکمی) می‌باشد که وظیفه باز خنک سازی مبرد داغ و پرفشار خروجی از کمپرسور را بر عهده دارد.

چیلر چیست و چه تفاوتی با برج خنک کننده یا کولینگ تاور دارد؟

مشخصاً چیلر همانند برج خنک کننده دستگاه خنک کاری آب می‌باشد و به عبارتی ساده‌تر چیلر نیز در سیستمهای تهویه مطبوع مرکزی و صنعت به عنوان یک منبع برودتی و سرمایشی مطرح می‌باشد. چیلر تراکمی  در اصل با ایجاد یک سیکل تراکم یا کمپرس در یک نوع مبرد(گازهای با اصطلاح مخفف R) و گذر آن از کندانسور سبب سرد شدن این گاز و در تماس این گاز با آب در اواپراتور سبب خنک‌تر شدن آب در سیکل چیلد واتر یا آب سرد می شود. آب سرد شده خروجی چیلر قالباً می تواند به هواساز و فن کویل انتقال یابد و گرمای محیط یک ساختمان یا برج مسکونی و تجاری و غیره را جذب نماید.

مقایسه مختصر کولینگ تاور (برج خنک کننده) با چیلر

برج خنک کننده در واقع در مقایسه با چیلر می‌تواند مترادف این دستگاه در دماهای بالاتر از 25 درجه سانتیگراد و به عنوان یک منبع برودتی مطرح باشد که در این حالت به آن <<برج خنک کننده صنعتی>> گفته می‌شود و در کاربری دیگر نیز می‌تواند مکمل چیلرهای آبی از نوع تراکمی یا جذبی مورد استفاده قرار گیرد. در اصطلاح عامیانه زمانی که از برج خنک کننده در جهت تکمیل آب سرد کندانسور چیلر استفاده کنیم به کولینگ تاور، <<برج خنک کننده چیلر>> نیز گفته می‌شود.

کاربرد بر ج خنک کننده و چیلر در صنعت

در صنعت نیز گاهی رسیدن به دماهای پایین (پایین‌تر از 25 درجه سانتیگراد) در فصول گرم با بکارگیری برج خنک کننده شدنی نیست. در این صورت از چیلرها با سیکل های خنک کاری تراکمی یا جذبی استفاده می‌کنیم تا رسیدن به دماهای آب سرد تا دمای حدود 5 الی 7 درجه سانتیگراد امکان پذیر شود. در برخی صنایع همانند صنایع صابون سازی رسیدن به دمای زیر صفر نیز مورد نیاز است که در این صورت از چیلرهای تراکمی با کمپرسورهای زیر صفر استفاده می شود. چیلر در واقع منبع برودتی آب تا دماهای بسیار پایین محسوب می‌شود ولی بخاطر هزینه‌های بالا نباید در سیستم سرمایشی تمامی صنایع از این تجهیز استفاده نمود و قالباً تا حد امکان با برج خنک کننده سبب خنک کردن آب در صنعت و سیستمهای تهویه مطبوع شویم.

آیا برج خنک کننده در تمامی چیلر های تراکمی و جذبی کاربرد دارد؟

پاسخ به این سوال خیر می‌باشد و باید اینطور بیان کرد کندانسور چیلرهای تراکمی از دو نوع می‌باشد. حالت اول کندانسور چیلر از نوع هوایی یا هوا خنک بوده و توسط سیال هوای محیط بیرون خنک می‌گردد (توسط فن های جریان القایی) و حالت دوم کندانسور چیلر دارای یک مبدل پوسته و لوله (Shell & Tube) می‌باشد و وظیفه برج خنک کننده فراهم کردن آب خنک مورد نیاز در چیلرهایی با کندانسور آبی می‌باشد. بنابراین برج خنک کن فقط در سیکل گردش آب و خنک کاری چیلر با سیستم های کندانسور آبی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تن تبرید چیست و ارتباط آن با برج خنک کننده و چیلر در چیست؟

تن تبرید (Refrigerant Ton) یکی از واحدهای معروف علوم مهندسی بوده بیانگر انتقال انرژی بر زمان است که در واقع نمایانگر میزان گرمایی است که برای ذوب کردن یک تن یخ مورد نیاز می‌باشد. واحد تن تبرید یا تن برودتی در اصل معادل با دیگر واحد های انتقال انرژی در زمان همچون کیلووات (kw) و بی تی یو بر ساعت (btu/hour) می باشد. تن تبرید یکی از رایج ترین واحدهای مورد استفاده در تجهیزات سرمایشی همانند برج خنک کننده و چیلر می باشد. ظرفیت سرما سازی یا برودتی کولینگ تاور و چیلر عموماً با تن تبرید بیان می شود. هر یک تن تبرید یا تن سرمایشی در واقع معادل با 3.51 کیلووات و 12.000 بی تی یو بر ساعت می باشد.

شرح دو اشتباه رایج در طراحی‌ها و انتخاب کولینگ تاور یا برج خنک کن چیلر

اشتباه رایج اول: در برخی از موارد با توصیه مشاور یا تولید کننده چیلر،ظرفیت آب در گردش برج خنک کننده را اشتباهاً با ظرفیت برودتی یکسان در نظر می‌گیرند. به عنوان مثال یک برج خنک کننده ای که توانایی خنک‌سازی 100 تن آب در ساعت را دارد هیچ گاه همان برج خنک کننده 100 تن تبرید نمی‌باشد. رعایت این نکته الزامی است که ظرفیت برودتی هیچگاه با ظرفیت آب در گردش کولینگ تاور یکسان نمی‌باشد.

اشباه رایج دوم: ظرفیت برج خنک کننده به هیچ عنوان با ظرفیت چیلر نباید یکسان باشد و همواره کولینگ تاور باید دارای توان سرمایشی بیشتری نسبت به چیلر باشد و دلیل این موضوع برمی‌گردد به این که Qc (گرمای دفع شده در کندانسور چیلر) همواره به اندازه W یا کار ورودی از Qh یا گرمای جذب شده از اواپراتور بیشتر می‌باشد. به عبارتی دیگر QC>QH و دلیل آن اصل پایستگی انرژی (Qc=Qh+W)

---

اجزای اصلی سیکل کندانسور چیلر و جایگاه برج خنک کننده

سیکل کندانسور چیلر های آبی شامل برج خنک کننده چیلر (Chiller Cooling Tower)، الکتروپمپ سیرکولاتور، کندانسور و شیرهای جانبی(Valves)می‌باشد. کولینگ تاور وظیفه تهیه کردن آب سرد برگشتی به چیلرهای تراکمی و جذبی را بر عهده دارد که وابسته به ظرفیت برودتی چیلر میزان آب در گردش نیز متفاوت خواهد بود.

اجزای اصلی سیکل خنک کننده چیلرهای تهویه مطبوع مرکزی

• برج خنک کننده یا کولینگ‌تاور (Cooling Tower):

مرکز برودتی(سرمایشی) و دفع حرارت مبرد توسط آب به محیط بیرون

• پمپ سیرکولاتور (Pump):

هدایت آب از کولینگ‌تاور به کندانسور چیلر به میزان استاندارد جهت جذب حرارت اضافی

• شیر گیت‌ولو (Gate Valve):

شیر سرویس و تنظیم میزان دبی آب در گردش در سیکل کندانسور چیلر و برج خنک کن

• لوله کشی و انشعابات (Pipes and Connections):

این بخش وظیفه انتقال فلو  یا جرم معین از جریان آب به چیلر و برج خنک‌کننده را برعهده دارد.

• کندانسور (Condenser):

نوعی مبدل حرارتی (یکی از اجزای اصلی چیلر) جهت تماس آب سرد خروجی برج خنک‌کننده با مبرد داغ و پرفشار خروجی کمپرسور چیلر می باشد.

• سختی‌گیر رزینی(Resin Water Softener):

این بخش وظیفه کنترل میزان املاح سخت آب در سیکل تزریق آب جبرانی را در برج خنک‌کننده چیلر برعهده دارد.

• مخزن آب جبرانی (Make up Tank):

• این مخزن یا منبع در واقع تأمین کننده آب تبخیری داخل برج خنک‌کننده چیلر و سبب پایاشدن سامانه جرمی در کندانسور می‌گردد.

---

چگونگی قرار گیری برج خنک کننده در مدار کندانسور چیلر

در چرخه یک مبرد(گاز و سیال تبریدکننده) باید توجه داشت که هدف چیلر کمپرس(فشرده سازی) یا افزایش فشار در مبرد و کاهش دمای آب جهت هدایت به فن کویل و خنک‌سازی محیط می‌باشد. طبیعتاً در یک نگاه ساده به نمودار P-T یا فشار-دما در یک نوع مبرد خاص می‌توان به راحتی مشاهده کرد که گاز خروجی از کمپرسور بعد از خروج دارای فشار و دمای زیادی می‌باشد. افزایش دمای مبرد در واقع سبب کاهش راندمان چیلر در ورودی بخش اواپراتور می‌گردد و این دمای افزایش یافته در مبرد باید توسط بخش کندانسور قبل از ورود به اواپراتور دچار کاهش گردد. کاهش دمای گاز چیلرهای آبی در یک مبدل حرارتی بین آب خنک و مبرد صورت می‌گیرد. آب گردش شده به مبدل حرارتی در بخش کندانسور چیلر پس از دریافت گرمای مبرد و کاهش دمایی آن باید توسط برج خنک کننده بازچرخانی گردد.

---

اجزای اصلی برج خنک کننده چیلر

• بخش هوادهی و توزیع و انتقال هوا از بیرون به داخل:

این بخش در واقع شامل فن یا پروانه با وظیفه ایجاد فشار نسبی و جابجایی هوا، موتور یا مولد انرژی مکانیکی(تأمین نیروی مورد نیاز چرخش فن) و سیستم انتقال قدرت (بخش کاهش سرعت زاویه‌ای موتور) می‌باشد.

• بخش گردش آب یا آب‌رسانی:

این قسمت در برج خنک کننده وظیفه تقسیم،گردش و انتقال جریان و دبی معینی از سیال آب را برعهده دارد و می تواند شامل نازل(افشانک)، اسپرینکلر(آب‌پخش‌کن)، شناور، فلنچ، ولو،کویل، لوله و اتصالات جانبی باشد.

• بخش سطوح تبادل انرژی و حرارت:

سطوح خنک‌کننده یا تبادل گرما در برج خنک کننده چیلر وابسته به نوعیت مدارباز یا بسته بودن کولینگ‌تاور می‌تواند کویل(شبکه‌ای از لوله های باریک) و یا پکینگ مدیا(شبکه‌ای متراکم جهت ایجاد سطح تماس بین آب و هوا) باشد و در اصل این قسمت واسطه و میانجی‌گر بین جریان آب و هوا محسوب می‌شود.

• بدنه و فریم قرارگیری تجهیزات جانبی:

این قسمت شامل مخزن آب سرد خنک‌شده خروجی(تشتک یا بیسین)، پنل‌ها یا دیوارها، لوورها(کرکره ورود هوای خنک) و قسمت دهانه خروجی هوای داغ می‌باشد. به بخش دهانه خروجی در برج خنک کننده چیلر فن استک یا گلویی پروانه نیز گفته می‌شود.

---

انواع برج خنک کننده چیلر

---

• برج خنک کننده جریان مخالف (کولینگ تاور کانتر فلو)

سیستم گردش هوا در این مدل سردکنندهای چیلر در خلاف جهت پاشش و ریزش جریان آب خروجی از نازل یا اسپرینکلر می‌باشد. کولینگ‌تاور جریان مخالف یا ناهمسو (Counter Flow) در دو نوع مکعبی و مخروطی تولید و عرضه می شود که سیستم پاشش آب ثابت در برج‌های مکعبی از نوع نازل کم فشار می باشد و این درحالی است که سیستم پاشش و ریزش آب در برج‌های مخروطی به شکل نازلهای پرفشار چرخشی یا اسپرینکلر می‌باشد.این مدل برج خنک‌کن نیز خود با توجه به هندسه و نوع توزیع کنندهای آب به دو دسته کلی تقسیم می‌شود.

• برج خنک کننده جریان متقاطع (کولینگ تاور کراس فلو یا ابارا )

سیستم مکش هوا در این مدل خنک کن چیلر عمود برجریان ریزش آب می باشد. این مدل به دلیل جریان هوای دائمی خشک در ورودی به بخش سطوح خنک کننده بسیار مناسب برای محیط های با رطوبت نسبی بالا می باشد. استفاده از این مدل خنک کننده چیلر بیشتر برای شهرهای شمال و جنوب کشور همانند ماهشهر،ساری، مازندران، رشت، گیلان، بندرعباس و غیره توصیه می شود.

• برج خنک کننده چیلر مکعبی (Cubic Counter Flow)

این مدل کولینگ تاور عموماً می‌تواند به صورت تک‌سلول(Single Cell) و چند سلولی(Multi Cell) در دو حالت مونتاژ درب کارخانه و همچنین مونتاژ در محل پروژه ارائه گردد و به دلیل ظاهر مربع و مکعبی شکل خود به این نام عنوان نهاده شده است. به دلایل مختلف از جمله تعمیر و نگهداری آسان تر، حمل و جابجایی آسان، راندمان بالاتر و رسوب‌گیری کمتر از مهمترین مزایای این مدل برج خنک کننده می‌باشد.

• برج خنک کننده  چیلر مخروطی یا مدور یا استوانه‌ای (Conic Counter Flow)

این نوع سرد کننده صنعتی به دلیل ظاهر مخروط شکل و استوانه‌ای مانند آن به این عنوان نام نهاده شده است. برج خنک کننده مدور دارای سیستم پخش کنندگی چرخشی جریان آب می‌باشد و به دلیل پاشش چرخشی مانند دارای قطعه ای دوار به اسم آبگردان می باشد که وظیفه توزیع آب بر روی پکینگ ها را برعهده دارد. به دلیل ابعاد بزرگ خود قالباً به شکل مونتاژ در محل و یا به صورت بار ترافیکی ارسال می‌گردد.

برج خنک کننده مداربسته خشک (کندانسور هوا خنک)

کندانسور هوایی یا ایر کولر(در اصطلاح به درای کولر هم معروف می‌باشد) در اصل همانند سیستم کندانسور هوایی در چیلرهای هواخنک به شمار آمده و گاهاً نیز به منظور تبدیل کندانسورهای آبی به کندانسور هوایی در بیشتر موارد مورد استفاده قرار می‌گیرد. کندانسورهای هوایی و برجهای خنک‌کننده مداربسته عموماً در مناطق سردسیر با دمای خشک پایین مورد کاربرد قرار گرفته و مهمترین مزیای این مدل کولینگ تاور نسبت به سایر خنک‌کننده‌های چیلر در نداشتن مصرف آب و کاهش شدید میزان رسوب‌گیری در بخش کندانسور چیلر می‌باشد.

برج خنک کننده مداربسته هیبریدی (کولینگ تاور مداربسته ترکیبی)

در بسیار از چیلرهای آبی در مناطق گرم که عملاً استفاده از کندانسور هوایی فراهم نمی‌باشد و موضوع تأمین آب مصرفی کولینگ تاور نیز عملاً امکان پذیر نبوده و در نتیجه این موضوع از برج های خنک کننده هیبریدی که در واقع ترکیبی از یک سیکل پاشش آب کاملاً باز و یک سیکل گردش آب بسته است، استفاده می‌شود.در اصل باید اینطور بیان نمود که کولینگ تاور هیبریدی یا ترکیبی جایگزین مناسبی به جهت خنک کاری مدار کندانسور چیلر در مناطق گرم و خشک به حساب می آید. امروزه اکثریت مشاورین طراح سیستم های تهویه مطبوع در بیشتر طراحی ها و انتخاب ها از سیستمهای کولینگ یا سرمایشی ترکیبی (Hybrid) استفاده می‌کنند.

این مدل از خنک کننده های چیلر به دلیل داشتن راندمان بسیار بالا نسبت به انواع مداربسته خشک بیشترین کاربرد را امروزه در میان انواع کولینگ تاورهای مدارباز و مداربسته به خود اختصاص داده اند. شواهد و علوم تئوری حاکی از این است که سیستمهای هیبریدی امروزه در تمامی صنایع از جمله ماشین ها بسیار مفیدتر و قابل قبول تر می باشد. در اصل هیبرید کردن یک سیستم سبب بهره گیری از مزایای دو سیستم به صورت همزمان می باشد که این موضوع سبب ارتقاء هرچه بیشتر کیفی صنایع سرمایشی و برودتی در دهه های اخیر گشته است.

---

محاسبات برج خنک کننده چیلر

---

بخش اول) محاسبه ظرفیت برودتی برج خنک کننده چیلر

ظرفیت برودتی کولینگ تاور در سیستم خنک کاری چیلر تابعی از گرمای مورد نیاز دفع شده از چیلر به محیط می باشد. عموماً کندانسور ظرفیت بالاتر از اواپراتور در چیلر به لحاظ انتقال حرارت دارد و این موضوع بیانگر این است که ظرفیت برج خنک کننده همواره بزرگتر از بار سرمایشی چیلر می باشد. به منظور محاسبه دقیق ظرفیت برودتی و توان گرما زدایی برج خنک کننده از دو فرمول اساسی زیر استفاده می‌شود:

الف) 2 * ظرفیت برودتی چیلر از نوع جذبی = ظرفت برودتی برج خنک کننده

ب) 1.3 * ظرفیت برودتی چیلر تراکمی = ظرفیت سرمایشی برج خنک کننده

در واقع چیلر جذبی به دلیل داشتن بخش ابزوربر یا جذب کننده همواره نیازمند ظرفیت بیشتری از گردش آب جهت خنک کاری می باشد و این موضوع به دلیل سیکل جذب آمونیاک و لیتیوم بروماید در جذب کننده می باشد.

---

بخش دوم) محاسبه میزان آب در گردش در سیکل کندانسور

به منظور محاسبه میزان استاندارد آب در گردش در چیلر های تراکمی و جذبی به ازای هر تن تبرید بار برودتی چیلر از دو فرمول اساسی زیر جهت محاسبه میزان دبی و فلو آب در گردش در کولینگ تاور استفاده می شود.

الف) دبی آب در گردش در برج خنک کننده (برحسب GPM) = 3* ظرفیت برودتی چیلر جذبی

ب) دبی آب در گردش در برج خنک کننده(برحسب GPM) = Q/5000  که در واقع Q همان ظرفیت برودتی چیلر برحسب Btu/h می باشد.

(gpm یا گالن بر دقیقه واح دبی آب میباشد که واحدهای دیگر آن لیتر بر دقیقه و متر مکعب بر ساعت میباشد)

---

بخش سوم)محاسبه هدپمپ سیرکولاتور در سیکل گردش آب بین کندانسور و برج خنک کننده چیلر

به منظور محاسبه هد و فشار پمپ سیرکولاتور جهت گردش آب بین برج خنک کننده و کندانسور چیلر از فرمول زیر استفاده می شود.

هد پمپ = افت فشار آب در برج خنک کننده + اختلاف فاصله نازل تا خروجی + افت فشار استاتیکی کندانسور+افت کلکتور+(1.5 * طول لوله کشی بین برج و چیلر)

اطلاعات بیشتر:  محاسبات برج خنک کننده

---

اصول نصب و راه اندازی برج خنک کننده چیلر

• رعایت دستورالعمل های نصب و استارت برج خنک کننده یا کولینگ تاور مطابق دفترچه نصب و راه اندازی تولیدکننده

• رعایت استانداردهای نقشه های اجرایی لوله کشی مطابق کاتالوگ چیلر

• فراهم نمودن فنداسیون مناسب جهت استقرار و نصب برج خنک کننده

• نصب در محدوده مناسب (پشت بام یا فضای کاملاً آزاد)

• استفاده از سختی گیر در مدار آب جبرانی (Row Water)

• بکارگیری ولو یا شیرهای تنظیم کننده جریان آب در خطوط رفت و برگشت کولینگ به چیلر

• انتخاب صحیح پمپ و بهره وری از پمپ رزرو در کنار پمپ درحال کار به منظور به مدار وارد شدن در مواقع ضروری

• به کار بردن لرزه گیرها و اتصالات انبساطی جهت دفع نمودن ضربات جریان آب درون لوله ها

• نصب شیر یکطرفه در لوله رانش پمپ های سیرکولاتور مدار کندانسور و برج خنک کننده

• عدم بکارگیری از اتصالات جوشی و رزوه ای در مدار لوله کشی

• لوله کشی موازی رفت و برگشت آب خنک به چیلر و برج خنک کن

• رنگ آمیزی متفاوت لوله رفت و برگشت آب گرم خروجی کندانسور (قرمز) و آب سرد خروجی کولینگ تاور (آبی)

• استفاده از شیر تنظیم جریان آب به منظور کنترل دبی آب سرد کندانسور

• استفاده از ترمومتر در مدار چرخش آب و بررسی دمای آب در سیکل خنک کاری چیلر توسط برج خنک کننده

اصول اساسی قبل از استارت برج خنک کننده چیلر و راه اندازی مدار کندانسور

• در لوله کشی مدار رانش و مکش پمپ دقت کنید نصب فلنجهای اتصالی درست نصب شده باشد.

• اطمینان حاصل نمایید که شیرهای تنظیم جریان در میزان کافی و استاندارد تنظیم شده باشد.

• تسمه های برج خنک کننده در قسمت کاهش دور را تست نمایید تا نه به میزان زیاد سفت و یا خیلی شل نباشند.

• فن را در جهت پادساعتگرد یک دور با دست از قسمت نزدیک هاب بچرخانین تا در صورت قفل بودن مشکلات بزرگتر بروز پیدا نکند.

• برق مدار ساختمان و برق تابلوی برج خنک کننده و چیلر را چک نمایید که دارای افت ولتاژ زیاد نباشد.

• ابتدا پمپ را روشن نمایید تا آب کمی داخل سیستم چرخش نماید. سپس فن برج خنک کننده را استارت نمایید و پس از اطمینان از عملکرد این دو بخش چیلر را روشن نمایید.

•